基于BitVM的乐观 BTC bridge

1. 引言

前序博客:

  • 区块链互操作协议
  • Bitcoin Bridge:治愈还是诅咒?
  • BitVM:Bitcoin的链下合约

基于BitVM的乐观 BTC bridge:

  • Trust-minimized two-way peg 机制

基于BitVM的乐观 BTC bridge_第1张图片
基于BitVM的乐观 BTC bridge_第2张图片

BitVM BTC bridge背后的主要思想是:

  • 为比特币全节点创建仅使用比特币脚本来操作sidechain bridge program的方式,包括sidechain light client。虽然众所周知不可能创建像链上比特币合约这样的程序,但利用 BitVM 的防欺诈机制乐观地在链下执行侧链轻客户端(以及桥接程序的其余部分),仅用链上交易于执行挑战-响应游戏,允许诚实的参与者防止离线或恶意参与者的不诚实行为。
  • 侧链以智能合约的形式实现了等效的bridge program和比特币轻客户端。
    *(注意:需假设有足够的功能可用。或者,侧链也可通过类似 BitVM 的机制来实现bridge program。)

为了将 BTC 从比特币转移到侧链,“Depositor”将 BTC 发送到由 N 个成员组成的委员会(一个 Prover=“Operator”,N-1 个Verifiers=“Watchtowers”)控制的multisig多重签名,作为BitVM setup的一部分,该委员会对bridge program进行commit。只要这些参与者中有一个是诚实的,存款就仍然安全,因为恶意的委员会成员将受到挑战,且其对 BTC 存款的访问权限将被删除。
每当Depositor请求将Wrapped xBTC 兑换为 BTC 时:

  • 1)当前活跃的Operator都会在链下验证侧链的状态,如果一切正确,则从她自己的余额中将 BTC 发送给用户,即将 BTC 付款给用户。
    • 然后,Operator要求从multisig多重签名存款中报销已赎回的 BTC 金额。Watchtowers观察该过程并验证正确性。
    • 一旦Operator请求报销,若链下程序执行产生不同的结果,如Operator发送了错误的 BTC 金额或支付到错误的地址,则 Watchtowers 可在预定义的挑战期内发出链上挑战。
  • 2)若Operator未在预定义的超时期限内支付 BTC,Watchtowers 将挑战不活动状态(inactivity)。

在这两种情况下,Watchtowers都会通过 BitVM 触发链上挑战-响应协议。

  • 在最坏的情况下,这个过程需要进行多次链上比特币交易,并导致Operator被从委员会中除名,并无法访问存入bridge中的BTC。
  • 然后,其中一个Watchtower被选为Operator并恢复bridge的运营。

为确保Watchtowers有足够的动力来执行挑战(并支付最终的链上比特币交易费用),Operator以比特币作为抵押。
同样,为了抑制虚假挑战,Watchtowers还必须存入抵押。

参考资料

[1] BitVM Sidechain Bridge

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